static

static是C语言中的一个重要关键字，它有多种用法，主要分为三种情况：

static修饰局部变量

特性：
延长生命周期：使局部变量的生命周期变为整个程序运行期间
保持持久性：变量只初始化一次，函数调用结束后值不会销毁
作用域不变：仍然只能在定义它的函数内部访问

#include <stdio.h>
void test() 
{
    static int count = 0;  // 只初始化一次
    count++;
    printf("Count: %d\n", count);
}
int main() 
{
    test();  // 输出: Count: 1
    test();  // 输出: Count: 2
    test();  // 输出: Count: 3
    return 0;
}

内存分配：

• 普通局部变量：存储在栈区，函数结束时释放
• static局部变量：存储在静态存储区（数据段），程序结束时释放

static修饰全局变量

特性：
限制作用域：将全局变量的作用域限制在当前源文件内
防止外部链接：其他源文件无法通过extern声明访问
避免命名冲突：在不同文件中可以有同名的static全局变量

// file1.c
static int hidden_global = 10;  // 只在file1.c中可见

// file2.c
extern int hidden_global;  // 错误！无法访问file1.c中的static全局变量

static修饰函数

特性：
限制作用域：将函数的作用域限制在当前源文件内
内部链接：只能在定义它的文件中调用
实现封装：隐藏函数实现，提供模块化设计

// math_utils.c
static int helper_function()
{  // 内部辅助函数
    return 42;
}

int public_function()
{  // 可被外部调用的函数
    return helper_function();
}

// main.c
int helper_function();  // 错误！无法声明static函数
int public_function();  // 正确！可以声明和调用

应用场景

计数器

int get_unique_id()
{
    static int id = 0;
    return ++id;
}

单例模式（简化版）

struct Config* get_config() 
{
    static struct Config config;
    return &config;
}

缓存上次计算结果

int fibonacci(int n) 
{
    static int cache[100] = {0};

    if (n <= 1) return n;

    if (cache[n] == 0)
	{
        cache[n] = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
    }
    return cache[n];
}
#include <stdio.h>
int main() 
{
    printf("F(10) = %d\n", fibonacci(10));  // 第一次：计算并缓存
    printf("F(10) = %d\n", fibonacci(10));  // 第二次：直接从缓存读取
    printf("F(5) = %d\n", fibonacci(5));    // 直接从缓存读取
    printf("F(15) = %d\n", fibonacci(15));  // 只计算新的部分
    
    return 0;
}

初始化规则

static变量的初始化：

• 自动初始化为0（数值类型）或NULL（指针类型）
• 只在第一次进入作用域时初始化

void example() {
    static int a;          // a初始化为0
    static int b = 10;     // b初始化为10（只初始化一次）
    static int* ptr;       // ptr初始化为NULL
}